Что происходит с топливом при сжатии в двигателе
Перейти к содержимому

Что происходит с топливом при сжатии в двигателе

  • автор:

Общее устройство и принцип работы двигателей внутреннего сгорания

Рабочий цикл четырехтактного двигателя (рис. 6.2.2) состоит из четырех тактов. 1. Впуск. В течение этого такта поршень 5 опускается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ). При этом кулачки распред-вала 10 открывают впускной клапан 11, и через него в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь. 2. Сжатие. Поршень 5 идет из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объема цилиндра в НМТ и объема камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия. Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Однако для двигателя с большей степенью сжатия требуется топливо с большим октановым числом. 3. Рабочий ход поршня (сгорание и расширение). Незадолго до конца цикла сжатия топливно-воздушная смесь поджигается искрой от свечи зажи-гания 19. За время дшгжения поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень 5. Топливо поджигается заранее, когда поршень еще не достиг ВМТ. Угол между положением коленчатого вала в момент поджига топливной смеси и положением ВМТ называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы основная масса бензино-воздушной
Рис. 6.2.2. Четырехтактный бензиновый двигатель: 1 — коленчатый вал; 2 — картер; 3 — гильза; 4 — цилиндр; 5 — поршень; 6 — выпускной коллектор; 7 — выпускной клапан; 8 — гидрокомпенсаторы; 9 — распредвал; 10 — кулачки распредвала; 11 — впускной клапан; 12 — впускной коллектор; 13 — кольцо; 14 — палец; 15 — шатун; 16 — маховик; 17 — масло для двигателя; 18 — поддон; 19 — свеча зажигания смеси успела воспламениться к моменту, когда поршень будет находиться в BNf Г (процесс воспламенения является медленным процессом относительно скорости работы поршневых систем современных двигателей). При этом использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором, воздействующим на прерыватель). В современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику. В этом случае используют датчик положения коленчатого вала. 4. Выпуск. После НМТ открывается выпускной клапан 7 и движущийся вверх поршень 5 вытесняет сгоревшие газы из цилиндра двигателя. При дост тижении поршнем ВМТ выпускной клапан 7 закрывается и цикл начинается сначала. Необходимо также помнить, что следующий процесс (например, впуск) необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предыдущий (например, выпуск). Положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называется перекрытием клапанов. Оно необходимо для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью, а также для лучшей очистки цилиндров от отработанных газов.

Рабочий цикл двухтактного двигателя

В двухтактном двигателе (рис. 6.2.3) рабочий цикл полностью происходит в течение одного оборота коленчатого вала 13. При этом от цикла четырехтактного двигателя остается только сжатие и расширение. Впуск и выпуск заменяются продувкой цилиндра вблизи НМТ поршня 8, при которой свежая рабочая смесь вытесняет отработанные газы из цилиндра. Цикл двигателя осуществляется следующим образом: когда поршень 8 идет вверх, происходит сжатие рабочей смеси в цилиндре 5. Одновременно движущийся вверх поршень 8 создает разрежение в кривошипной камере 14. Под действием этого разрежения открывается клапан впускного коллектора 75 и свежая порция топливно-воздушной смеси (как правило, с добавкой масла) засасывается в кривошипную камеру. При движении поршня вниз давление в кривошипной камере повышается и клапан закрывается. Поджиг, сгорание и расширение рабочей смеси происходят так же, как и в четырехтактном двигателе. Однако при движении поршня вниз примерно за 60 градусов до НМТ открывается выпускное окно 16 (поршень перестает перекрывать выпускное окно). Выхлопные газы (имеющие большое давление) устремляются через окно 16 в выпускную систему. Через некоторое время поршень открывает также впускное окно, расположенное со стороны впускного коллектора 25. Свежая смесь, выталкиваемая из кривошипной камеры 14 идущим вниз поршнем 8, попадает в рабочий объем цилиндра и окончательно вытесняет такие особенности дизеля, как экономичность, высокий крутящий момент во всем диапазоне оборотов, особенно на низких частотах вращения, а также доступное топливо, делают его предпочтительным вариантом для внедорожника, предназначенного для работы в тяжелых условиях. По конструкции дизельный двигатель не отличается от обычного бензинового, но его клапанные детали существенно усилены, чтобы воспринимать более высокие нагрузки — степень сжатия у него намного выше (19-24 единицы у дизеля, 9-11 — у бензинового). Именно этим объясняется большой вес и габариты дизельного двигателя. Принципиальное отличие заключается в способах формирования топливно-воздушной смеси, ее воспламенения и сгорания. У бензинового двигателя смесь образуется во впускной системе (кроме двигателя с непосредственным впрыском), а воспламеняется искрой свечи зажигания в цилиндре. В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Изначально в цилиндры поступает чистый воздух, который затем сжимается. В конце сжатия, когда он нагревается до температуры 700-800°С, в камеру сгорания форсунками под большим давлением (10-30 МПа) впрыскивается топливо, которое почти мгновенно самовоспламеняется. Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления в цилиндре — как следствие повышенная шумность и жесткость работы дизеля. Такая организация рабочего процесса позволяет использовать более дешевое топливо и работать на очень бедных смесях, что определяет более высокую экономичность. Экологические характеристики такого двигателя тоже лучше — при работе на бедных смесях выбросы вредных веществ, особенно оксида углерода, заметно меньше, чем у бензиновых двигателей. К специфическим недостаткам дизельных двигателей обычно относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска. Необходимо отметить, что это относится в большей степени к старым конструкциям, в современных двигателях эти проблемы уже не являются столь очевидными. Существует несколько типов дизельных двигателей, различие между которыми заключается в конструкции камеры сгорания. В дизелях с неразделенной камерой сгорания — их называют дизелями с непосредственным впрыском — топливо впрыскивается в надпоршневое пространство. До недавнего времени непосредственный впрыск применялся в основном на низкооборотных двигателяхбольшого рабочего объема. Это было связано с трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией. Но в последние годы, благодаря внедрению топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением, двухступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания»удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой сгорания на оборотах до 4500 об/мин, улучшить его экономичность, снизить шум и вибрацию. Наиболее распространенным на легковых автомобилях является другой тип дизельного двигателя — с раздельной камерой сгорания. В них впрыск топлива осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. Обычно применяется вихревая камера, выполненная в голбвке блока цилиндров и соединенная с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался, что значительно улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования. Самовоспламенение в этом случае начинается в вихревой камере, а затем продолжается в основной камере сгорания. При раздельной камере сгорания снижается темп нарастания давления в цилиндре, что способствует снижению шумности и повышению максимальных оборотов. Вихрекамерные двигатели составляют подавляющее большинство среди устанавливаемых на легковые автомобили и джипы (около 90%). Важнейшей системой дизеля, определяющей надежность и эффективность его работы, является система топливоподачи. Основная ее функция — подача строго определенного количества топлива в заданный момент и с заданным давлением. Высокое давление топлива и требования к точности делают топливную систему дизеля сложной и дорогой. Основными ее элементами являются ТНВД, форсунки и топливный фильтр. Так,ТНВД предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе в зависимости от режима работы двигателя и управляющих действий водителя. По своей сути современный всережимный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления двигателем и главного исполнительного механизма, отрабатывающего команды водителя. Нажимая педаль газа, водитель не увеличивает непосредственно подачу топлива, а лишь меняет программу работы регуляторов, которые уже сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п. Форсунка вместе с ТНВД обеспечивает подачу строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Топливный фильтр является важнейшим элементом дизельного двигателя. Такие его параметры, как тонкость фильтрации, пропускная способность, должны строго соответствовать определенному типу двигателя. Одной из его функций является отделение и удаление воды, для чего обычно служит нижняя сливная пробка. На верхней части корпуса фильтра часто установлен насос ручной подкачки для удаления воздуха из топливной системы. Иногда устанавливается система электроподогрева топливного фильтра, позволяющая несколько облегчить запуск двигателя, предотвращающая засорение фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации днзтошшва в зимних условиях. экономичность, расход топлива при том же объеме и мощности меньше на 1.5-25%;
меньшая стоимость топлива;
хорошая тяга на низких оборотах, дизельный двигатель удобен для джипов и грузовиков, особенно на бездорожье;
отсутствие снечей зажигания, проводов, трамблеров, Недостатки дизельных двигателей такие:
хуже динамика разгона, больший шум и вибрация;
чувствительная топливная система — двигатель может не завестись при низких температурах:
не терпит высоких оборотов и, как следствие, высоких скоростей;
большая масса, меньшая литровая мощность;
чаще производится замена масла и фильтров, необходимо потреблять масло более высокого качества;
для запуска дизельного двигателя необходим аккумулятор большей емкости, следовательно его стоимость больше. Рабочий цикл дизельного четырехтактного двигателя также состоит из четырех основных этапов — тактов. 1. Впуск. В течение этого такта поршень опускается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ). При этом кулачки распредвала открывают впускной клапан и через него в цилиндр засасывается воздух. 2. Сжатие. Поршень идет из НМТ в ВМТ, сильно сжимая воздух. При таком сжатии температура воздуха возрастает до 900е С. Отношение рабочего объема цилиндра в НМТ и объема камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия. Степень сжатия дизельного двигателя Е = 30-40. 3. Рабочий ход поршня (сгорание и расширение). Незадолго до конца цикла сжатия в цилиндр двигателя через форсунку впрыскивается под давлением порция дизельного топлива, которая воспламеняется при соприкосновении с горячим воздухом. За время движения поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесьрасширяется, толкая поршень. Топливо поджигается заранее, когда поршень еще не достиг ВМТ. Угол между положением коленчатого вала в момент поджига топливной смеси и положением ВМТ называется углом опережения впрыска топлива. Опережение необходимо для того, чтобы основная масса топливно-воздушной смеси успела воспламениться к моменту, когда поршень будет находиться в ВМТ. При этом энергия сгоревшего топлива будет максимальной. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов. В современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику. В этом случае используется датчик положения коленчатого вала. 4. Выпуск. После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан и движущийся вверх поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижешш поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается и цикл начинается сначала.

Общее устройство современного инжекторного бензинового двигателя

В настоящее время производители бензиновых двигателей выпускают только инжекторные двигатели. Переход от классических карбюраторных двигателей к инжекторным произошел в основном из-за возрастания требо-ваний к чистоте выхлопа и установке современных нейтрализаторов вы-хлопных газов (катализаторов). Именно система впрыска топлива, контро-лируемая программой блока управления, способна обеспечить постоянство состава выхлопных газов, идущих в катализатор. Постоянство же состава необходимо для нормальной работы катализатора, так как он способен работать лишь в узком диапазоне состава газов и требует строго определенного содержания кислорода. Именно поэтому в тех системах управления (рис. 6.2.5), где установлен катализатор, обязательным элементом является лямбда-зонд 17 (он же кислородный датчик). Благодаря лямбда-зонду система управления, постоянно анализирует содержание кислорода в выхлопных газах. В состав современного инжекторного двигателя входят следующие механизмы и системы:

  • кривошипно-шатунный механизм; газораспределительный механизм система охлаждения;
  • система смазки;
  • система питания
  • система зажигания
  • выпускная система. Кривошипио-шатунный механизм служит для восприятия давления га-зов, образующихся в цилиндре 34 за счет горания топлива, и преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня 39 во вращательное движение коленчатого вала 31. Цилиндр 34 является направляющей для движения поршня 40. Поршень с помощью пальца 33 связан с шатуном 32, последний связан с коленчатым валом 31. Под воздействием давления газов, образующихся при сгорании топлива, поршень 39 перемещается в цилиндре 34 вниз и вверх. Поршень 39 при возвратно-поступательном перемещении вращает коленчатый вал 31. Он вращается в подшипниках, расположенных в картере 29, отлитом как одно целое с цилиндром 34. Снизу двигатель закрыт поддоном, используемым в качестве емкости для масла. Маховик 3Q закреплен на заднем конце коленчатого вала 31 и, имея значительную массу, создает при вращении коленчатого вала инерционный момент. Расстояние, проходимое поршнем от ВМТ до НМТ, называется ходим поршня. Объем Ус над поршнем, находящимся в ВМТ, называется объемом KWMC-ры сгорания, а объем Vn «ад поршнем, находящимся и НМТ Рабочий цикл четырехтактного двигателя Рабочий цикл четырехтактного двигателя (рис. 6.2.2) состоит из четырех тактов. 1. Впуск. В течение этого такта поршень 5 опускается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ). При этом кулачки распред-вала 10 открывают впускной клапан 11, и через него в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь. 2. Сжатие. Поршень 5 идет из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объема цилиндра в НМТ и объема камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия. Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Однако для двигателя с большей степенью сжатия требуется топливо с большим октановым числом. 3. Рабочий ход поршня (сгорание и расширение). Незадолго до конца цикла сжатия топливно-воздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания 19. За время движения-поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень 5. Топливо поджигается заранее, когда поршень еще не достиг ВМТ. Угол между положением коленчатого вала в момент поджига топливной смеси и положением ВМТ называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы основная масса бензино-воздушной мом цилиндра. Объем Кр, освобождаемый поршнем при его перемещении от ВМТ до НМТ, называется рабочим объемом цилиндра. Отношение VnIVc = Е насыпается степенью сжатия. (азораспределительный механизм предназначен для своевременного открытия и закрытия клапанов 36,37 (для заполнения цилиндров бензино-воз-душной смесью и удаления продуктов сгорания). Он состоит из впускного 37 и выпускного 36 клапанов, пружин и направляющих втулок,распределительного вала 3S и привода управления положением клапанов от коленчатого вала двигателя. Система охлаждения служит для поддержания оптимального теплового режима двигателя. Система смазки предназначена для смазки и дополнительного охлажде-ния трущихся деталей двигателя. Система питания предназначена для приготовления бензино-воздушной смеси, подачи ее в цилиндр и удаления продуктов сгорания. В систему питания входят топливный бак 1, топливный насос 2, фильтры для очистки топлива 3 и воздуха, топливный распределитель 4, форсунки, впускной и выпускной коллекторы, каталитический конвертер и глушитель. В инжекторной системе впрыск топлива в воздушный поток осуществляется специальными форсунками — инжекторами. По конструкции системы впрыска делятся на две большие группы — с центральным инжектором (моновпрыском) и распределенным впрыском. В системах топливоподачи с центральным инжектором (моновпрыском) одна форсунка впрыскивает топливо в общий для всех цилиндров двигателя впускной коллектор. Такой впрыск проще распределенного, по компоновке на-поминает карбюраторную схему (и, кстати, сохранил за собой многие недостатки, присущие карбюраторам), а потому вряд ли имеет серьезные перспективы на будущее. В распределенном впрыске каждый цилиндр обслуживается отдельными компактными инжекторами, которые подают топливо на внешнюю поверх-ность впускного клапана. В новейших системах прямого впрыска топлива бензин и вовсе распыляется непосредственно внутрь цилиндра. По способу управления системы впрыска разделяются на механические и электронные. Механические системы уже прошли пик своей популярности, будущего у них нет. В системах с электронным управлением число изнашивающихся деталей сведено к минимуму, они отличаются высокой точностью в работе, срок их службы определяется, главным образом, соблюдением правил эксплуатации. Устройство системы распределенного впрыска, управляемого электро-никой, показано на рис. 6.2,5. К числу основных узлов относятся электробензонасос 2, который забирает бензин из топливного бака 1 и через фильтр 3 подает его в топливный распределитель 4, откуда бензин поступает в рабочие 10 и пусковую 11 форсунки, а его излишек через демпфер давлений 28 возвращается в топливный бак 1. Электронный блок управления 6 обеспечивает синхронное функционирование системы впрыска и системы зажигания 18-27.
    Рис. 6.2.5. Схема распределенного впрыска инжекторного двигателя: 1 — топливный бак; 2 — электробензонасос; 3 — фильтр; 4 — топливный распределитель; 5 — топливный насос; 6 — блок управления; 7 — катушка зажигания; 8 — распределитель; 9 — свеча зажигания; 10 — рабочая форсунка; 11 — пусковая форсунка; 12 — регулировка холостого хода; 13 —дроссельная заслонка; 14—датчик угла наклона педали газа; 15 — воздушная заслонка; 16 — датчик массового расхода воздуха; 17 —кислородный датчик (лямбда-зонд); 18, 19—датчики температуры; : 20, 21 — датчики; 22, 23—датчики положения и частоты вращения коленчатого вала; 24 — аккумуляторная батарея; 25, 26, 27 — устройства систем зажигания и впрыска топлива; 28—демпфер давления; 29 — картер; 30 — маховик; 31 —коленчатый вал; 32 — шатун;,33 — палец; 34 — цилиндр; 35 — выпускной коллектор; 36 — выпускной клапан; 37 — впускной клапан; 38 — распредвал; 39 — поршеньСистема зажигания современного двигателя — микропроцессорная, она предназначена для преобразования низкого напряжения в высокое, своевременной подачи высокого напряжения на свечу для поджига топливной смеси в цилиндре вигателя. В нее входят: источник электрического тока (аккумулятор 24 или генератор), блок управления б, коммутатор, катушка зажигания, провода низкого и высокого напряжения, свечи зажигания, датчики положения коленчатого вала, температуры двигателя и окружающей среды, положения дроссельной заслонки, массового расхода воздуха, кислородный датчик (лямбда-зонд) и др. В блок управления поступает информация о:
  • положении и частоте вращения коленчатого вала;
  • массовом расходе воздуха двигателем;
  • температуре охлаждающей жидкости;
  • положении дроссельной заслонки;
  • содержании кислорода в отработавших газах (в системе с обратной связью);
  • наличии детонации в двигателе
  • напряжении в бортовой сети автомобиля;
  • скорости автомобиля;
  • положении распределительного вала (в системе с последовательным распределенным впрыском топлива);
  • запросе на включение кондиционера (если он установлен на автомо биле). На основе полученной информации контроллер управляет следующими системами и приборами:
  • топливоподачей (форсунками и электрическим бензонасосом);
  • системой зажигания
  • регулятором холостого хода;
  • адсорбером системы улавливания паров бензина (если эта система есть на автомобиле);
  • вентилятором системы охлаждения двигателя;
  • муфтой компрессора кондиционера (если он есть на автомобиле);
  • системой диагностики. Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно и может учитывать практически большое число программных функций и данных, поступающих с датчиков. Также современные системы электронного впрыска способны адаптировать программу работы под конкретный экземпляр мотора, стиль вождения и т. п. Система запуска двигателя. Для запуска двигателя необходимо осуществить хотя бы один оборот коленчатого вала, чтобы в одном из цилиндров произошли такты впуска и сжатия. Для проворачивания коленчатого вала и запуска четырехтактного двигателя применяется специальный электрансформатор постоянного тока — стартер, работающий от аккумулятора.

    Подпишитесь на акционные предложения по автозапчастям

    если Вы хотите получать информацию с акциями и предложениям из раздела
    «Автозапчасти по оптовым ценам от компании «ЛевелАвто»»

    Что происходит в камере сгорания дизельного двигателя?

    Сам процесс горения происходит при наличии нескольких компонентов – материала горения, кислорода в нужном объеме и источника воспламенения. Помимо пламени или искры источником воспламенения может стать нагрев. Как известно, дизельное топливо самовоспламеняется именно от нагрева. Воспламенение происходит в результате сжатия воздуха в цилиндре до нужной температуры. При этом температура воспламенения растет по мере роста давления, а температура самовоспламенения топлива уменьшается с ростом давления. Таким образом, топливовоздушная смесь в дизельном двигателе легко воспламеняется при высоком давлении, и это происходит тем лучше, чем больше разница этих температур.

    Стоит сразу оговориться, что дизельный двигатель работает с хорошей отдачей только тогда, когда в нем хорошо сгорает топливо. При этом высокое давление в цилиндре и правильный впрыск топлива являются ключевыми факторами для горения дизтоплива.

    Что происходит в камере сгорания дизельного двигателя?

    Этот процесс можно описать так. Топливо из форсунки впрыскивается в цилиндр дизельного двигателя, распыляется и самовоспламеняется, и пламя распространяется по всему цилиндру. В этот момент впрыск прекращается, а несгоревшее топливо продолжает догорать. Таким образом, весь процесс горения, которое продолжается совсем короткое время, можно разбить на несколько отдельных этапов.

    Этап от впрыска топлива до начала его горения – период задержки воспламенения. В этой фазе форсунки впрыскивают горючее, оно распространяется в виде тумана в воздухе, нагретом высоким давлением. Этот туман состоит из микроскопических капель топлива, но мгновенно оно не воспламеняется, так как прежде ему нужно испариться под воздействием горячего воздуха. Топливо перемешивается с воздухом и нагревается до температуры самовоспламенения. Очень важно, чтобы период задержки воспламенения был максимально коротким, так как именно от эффективности этого этапа зависят последующие этапы горения.

    С начала воспламенения и до момента, когда пламя распространилось по всему цилиндру, – это второй этап, называемый периодом распространения пламени. В этот момент смесь воздуха с топливом, образовавшаяся в предыдущий период, начинает возгорать. Она воспламеняется именно в тех местах, где топливо хорошо перемешалось с воздухом. Горение воздушно-топливной смеси повышает температуру внутри цилиндра, а это увеличивает давление в камере сгорания. Из-за этого ускоряются испарение топлива и его перемешивание с воздухом. В это время пламя быстро распространяется по всей топливной смеси, образовавшейся в период задержки воспламенения. В момент начала горения топлива давление в камере сгорания резко увеличивается. Однако, если период задержки воспламенения длится слишком долго, это приводит к неправильной работе всего мотора.

    Решения для ремонта

    Одна из ключевых особенностей современной системы впрыска дизельных двигателей Common Rail – высокое давление в топливной рампе, достигающее 2500 и более бар. Для его поддержания во многих современных автомобилях (как легковых, так и легких коммерческих) используется топливный насос высокого давления Bosch CP4. Помимо высокой эффективности он обладает еще целым рядом преимуществ по сравнению с моделями предыдущего поколения, включая небольшие габариты и вес. Bosch предлагает эффективные комплексные решения в области обслуживания систем Common Rail в целом, позволяя дизельным мастерским выполнять весь спектр услуг – от первичной диагностики систем впрыска до ремонта инжекторов и ТНВД. Задачу первичной диагностики успешно выполняют системные сканеры Bosch KTS, позволяющие определить неисправность в системе Common Rail благодаря высокоэффективному программному обеспечению Bosch ESI[tronic] 2.0. Дальнейшая локализация проблемы в системе проводится при помощи комплекта Bosch Diesel Set 3.1, который содержит все необходимое для оценки работоспособности ТНВД и клапана регулировки давления. После выявления неисправных узлов и демонтажа инжекторов или топливного насоса высокого давления проводится их проверка на стенде Bosch EPS 708 или 815. Благодаря выпуску специальных наборов дооснащения диагностические стенды Bosch позволяют проводить испытания насосов любых поколений. Новый комплект оборудования Bosch для ремонта ТНВД CP4 позволяет производить проверку, полную разборку и ремонт насоса в точном соответствии с утвержденной технологией ремонта. В состав комплекта входят специализированные инструменты и инструкции для выполнения требуемых процедур.

    Третий этап – до момента окончания впрыска – период прямого горения. Форсунка продолжает впрыскивать топливо, которое сгорает немедленно, контактируя с открытым пламенем в камере сгорания. К этому этапу пламя распространяется уже по всей камере, а давление достигает максимального показателя.

    Четвертый этап – до окончания горения – называется догорание. На этом этапе несгоревшее топливо должно полностью сгореть. Поршень движется вниз, в результате давление и температура падают. Однако для полного сгорания топлива нужно высокое давление в камере сгорания, которое обеспечивает самовоспламенение топлива, а также правильный впрыск топлива, произошедший в нужный момент и в требуемом объеме. В противном случае распространение пламени существенно повышает температуру в камере сгорания, и топливо загорается немедленно. А когда впрыск заканчивается, оставшееся топливо продолжает гореть.

    В случае, когда давление в цилиндре меняется, водитель может услышать длительный стук или металлический звук. Такое возникает в условиях, когда давление в цилиндре понижается и смеси требуется больше времени, чтобы достичь температуры воспламенения. Из-за низкой компрессии удлиняется период самовоспламенения. И когда смесь все же возгорится, количество топлива в камере будет больше, чем то, что необходимо для нормального режима работы. Одномоментно воспламенится большое количество топлива, что приведет к резкому увеличению давления и росту температуры в камере. По этой причине возникает ударная волна, которая действует на днище поршня и стенки цилиндра и производит металлический стук.

    По причине низкой компрессии может возникать и белый дым. Это происходит тогда, когда давление падает и топливо не самовоспламеняется при достижении поршня самой высокой мертвой точки. Когда поршень идет вниз, температура падает, и пламя не успевает распространиться. Дизтопливо продолжает испаряться в периоды прямого горения и догорания. Несгоревшее горючее выбрасывается из цилиндра в конце периода дожига, и именно поэтому возникает белый дым. Он может также появиться при позднем впрыске топлива. Компрессия и температура в камере сгорания достигают необходимого уровня, однако из-за слишком позднего впрыска у топлива не остается достаточно времени для того, чтобы испариться. И тогда воспламенение дизтоплива происходит, когда поршень начинает движение вниз. В этот момент давление и температура начинают падать, и пламя не успевает распространиться по всей камере сгорания, а потому и горение быстро прекращается. При этом испарение топлива продолжается, и его несгоревший остаток выбрасывается из цилиндра.

    По причине большого объема впрыскиваемого топлива возникает черный дым. Если в камеру сгорания впрыскивается нормальный объем топлива, капли перемешиваются с воздухом, и топливо эффективно сгорает. Но при большом количестве топлива в условиях ограниченного объема кислород в камере полностью выгорает в период горения, а у оставшегося топлива просто не остается достаточно воздуха для перемешивания. А несгоревшее топливо преобразуется в углерод, который и вызывает черный дым.

    Повысить КПД

    Современные конструкторы ищут способы, чтобы увеличить КПД дизельного двигателя и понизить при этом токсичность отработавших газов в течение всего срока службы автомобиля. Одним из способов повысить КПД двигателя и снизить уровень вредных выбросов является более точное управление системой впрыска топлива. Дизельные форсунки могут распылять топливо до 10 раз в каждом рабочем цикле двигателя, поэтому прецизионное управление каждым отдельным моментом впрыска позволяет еще больше повысить топливную экономичность, снизить уровень вредных выбросов и уменьшить уровень шума в течение всего срока службы двигателя.

    Инженеры Delphi разработали технологию управления насос-форсункой с обратной связью, реализуемую посредством аппаратного и программного обеспечения. С ее помощью поддерживается максимальная эффективность впрыска в течение продолжительного времени. Это достигается за счет использования дополнительного электрического провода внутри корпуса насос-форсунки, игла которой действует в качестве «электрического выключателя». Данный процесс обеспечивает передачу сигнала управления в реальном времени, что является более точным и более экономически выгодным решением, чем те, что реализованы в аналогичных системах.

    Посылая электрический ток по игле распылителя, Delphi распознает моменты контакта иглы с седлом, ограничителем подъема или нахождения между этими двумя положениями. Этот процесс позволяет системе непрерывно перекалибровывать все моменты подачи топлива на протяжении всего срока службы автомобиля. Сочетание электрического выключателя и нового алгоритма управления создает уникальное решение, которое обеспечивает высокую точность многофазного впрыска. Такая конструкция работает независимо от настроек параметров впрыска и сгорания топлива, а также сложности конструкции двигателя или силовой установки.

    Использование в конструкции форсунки «выключателя» и нового алгоритма работы электронного блока управления позволило инженерам добиться снижения уровня вредных выбросов и предложить эффективное решение для сложных технических задач.

    Степень сжатия

    Степень сжатия в теории – это соотношение объема в пространстве над рабочим поршнем в момент, когда он проходит нижнюю мертвую точку, к объему в камере над поршнем в момент прохождения верхней мертвой точки. Это определение выражает разницу давления в самой камере сгорания в момент, когда происходит впрыск топлива в цилиндр.

    В повседневной жизни часто путают степень сжатия с другим понятием, а именно с компрессией дизельного двигателя, однако на практике это два разных термина. Компрессия – это наибольшее давление создаваемое поршнем в цилиндре на момент его прохождения от нижней мертвой точки к верхней. Эту величину измеряют в атмосферах.

    Степень сжатия измеряют математическим соотношением, к примеру, 19:1. Для дизельных двигателей наилучшим считается соотношение в рамках от 18 до 22 к 1. При такой степени сжатия сердце автомобиля будет работать наиболее эффективно. Использование топлива связано напрямую со степенью сжатия. Чем больше давление достигается в камере и больше сжатие, тем экономичней будет расход топлива, при этом полученная мощность может увеличиваться.

    Степень сжатия на практике – как это происходит?

    02:20 22.08.2009

    Работа дизельного двигателя

    Cгорание топливной смеси в двигателе происходит при взаимодействии смешанных паров топлива и воздуха. При возгорании смеси происходит ее расширение, в результате чего увеличивается давление в камере. Коленчатый вал при этом выполняет обороты, соответственно двигатель выполняет один такт полезной работы. В наше время уже практически не выпускаются дизельные двигатели с низкой степенью сжатия — все стремятся к более экономичным и высокооборотистым двигателям с большей степенью сжатия. Увеличения степени сжатия можно добиться за счет уменьшения камеры сгорания дизельного двигателя. Но при таких изменениях инженерам на заводах приходятся искать компромиссное решение, потому что нужно сохранить давление в камере, а также уменьшить объем сжигания топлива. Одним из способов увеличения сжатия является расточка блоков головки цилиндра – степень сжатия при этом увеличивается, а объем сгорания топлива в камере уменьшается. При этом цилиндр сохраняет свой рабочий объем и объем двигателя не меняется.

    Доступ к сервису временно запрещён

    С вашего IP-адреса одновременно поступает очень много запросов.
    Такое поведение показалось подозрительным, поэтому мы временно закрыли доступ к сайту.
    Возможно, на вашем устройстве есть программы, которые отправляют запросы без вашего ведома.

    Что мне делать?

    Напишите в службу поддержки через форму обратной связи.
    Подробно опишите ситуацию — поможем разобраться, что случилось, и подскажем, как действовать дальше.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *